Nghiên ứu điều kiện thủy phân tinh bột sống từ bột sắn và khoai lang bằng enzyme

Trang 1 --- TRẦN ĐỨC CƯỜNGNGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN THỦY PHÂN TINH BỘT SỐNG TỪ BỘT SẮN VÀ KHOAI LANG BẰNG ENZYMELUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THU T ẬCÔNG NGH ỆTHỰC PH M Ẩ Trang 2 --- TRẦ

TÓM T T LUẮ ẬN VĂN THẠC SĨ

Đề tài: “Nghiên cứ ảnh hưở u ng c ủa điề u ki n th y phân tinh b t s ng t b t s n và khoai ệ ủ ộ ố ừ ộ ắ

lang b ng enzyme ằ ".

Tác gi ả luận văn: Trần Đức Cường Khóa: 2016B

Người hướ ng d n: TS Nguy n Ti ẫ ễ ến Cườ ng

T khóa (Keyword): ừ Tinh b t s ngộ ố , Stargen 002 ộ ắ, b t s n, b ột khoai lang, enzyme, điề u ki n th ệ ủy phân

Ở Việt Nam, các loạ ủ i c , ví d s n hay khoai lang, là nguyên li ụ ắ ệu đầ u vào r t phù h p b ấ ợ ở ấ i r t nhi u l i th ề ợ ế như cây dễ trồng đố ớ i v i các lo ại đất và điề u kiệ n khí h u khác nhau; chi phí s n xu ậ ả ất thấ p, giá thành r ; ngu n cung d i dào trong c ẻ ồ ồ ả năm (dạng tươi hoặc khô); hàm lượ ng tinh b t cao; ộ

t n d ậ ụng đượ c ph ph m cho các ngành công ngh ụ ẩ ệ khác Trướ c th c tr ng và ti ự ạ ềm năng ngành sắn

và khoai lang Vi t Nam, phát tri n s n ph m giá tr cao t hai lo i c ệ ể ả ẩ ị ừ ạ ủ này, đóng góp sả n ph m m ẩ ới cho xã hội, thúc đẩy h ỗ trợ hi u qu cho doanh nghi p v a và nh ệ ả ệ ừ ỏ trong nước, đồng th i giúp t ờ ạo đầu

ra v ng ch c cho ngu n nguyên li u này là nhu c u c p thi t hi n nay B ữ ắ ồ ệ ầ ấ ế ệ ằng phương pháp s d ng ử ụ enzyme Stargen 002 th y phân b t s n và khoai lang t o thành s n ph ủ ộ ắ ạ ả ẩm đườ ng có giá tr ị gia tăng,

có kh ả năng ứ ng d ng cao Nghiên c u này t p trung kh o sát ụ ứ ậ ả ảnh hưở ng c a m t s ủ ộ ố điề u ki n th ệ ủy phân t i quá trình th y phân tinh b t s ng nh m tì ớ ủ ộ ố ằ m ra điề u ki n thích h p nh ệ ợ ất để ả c i thi ện được

hi u su t thu h i s n ph ệ ấ ồ ả ẩm.

K t qu ế ả đã xác định đượ ự c s ảnh hưởng đến c u trúc c ấ ủ a tinh b t theo th i gian th y phân thông qua ộ ờ ủ chi u dài m c trung bình gi m d n theo th i gian th ề ạ ả ầ ờ ủy phân (trong đó sắ n th y phân d ủ ễ dàng hơn khoai lang); độ ế k t tinh c a h t tinh b t s n và khoai lang h ủ ạ ộ ắ ầu như không có sự thay đổ i theo th i ờ gian th y phân; s ủ ố lượ ng các h ạt tinh bột có kích thước nh m d n và s ỏ giả ầ ố lượ ng các h t tinh b ạ ột có kích thướ ớn hơn tăng dầ c l n theo th i gian ờ thủy phân Ngoài ra, chúng tôi cũng xác định được s ự ảnh hưở ng c ủa điề u ki n th y phân lên hi u su t th y phân thông qua k t qu sau th ệ ủ ệ ấ ủ ế ả ủy phân thu đượ c

hi u su t cao nh t khi th y phân n ệ ấ ấ ủ ở ồng độ chấ t khô 10% nhi ở ệt độ 50 O C (= 97,51% v i s n và ớ ắ 93,34% với khoai lang), th p nh t khi th y phân ấ ấ ủ ở nồng độ chất khô 30% ở nhiệt độ 30 O C (= 49,71%

v i s n và 47,77% v ớ ắ ới khoai lang)

Như vậy, v i m ớ ục tiêu tận dụng nhi ệt độ thấp và s d ng n ử ụ ồng độ cơ chất cao, th y phân tinh ủ

b ột thu đượ ả c s n ph ẩm chính là đường có khả năng lên men, ứ ng d ng vào các s n ph m th c ph m, ụ ả ẩ ự ẩ đem lạ i giá tr kinh t cao, t o thu n l i cho vi c áp d ng quy trình vào các ngành công nghi p sinh ị ế ạ ậ ợ ệ ụ ệ

h c th c ph ọ ự ẩm.

LI CẢM ƠN

Tôi đã thực hi n luệ ận văn này tại phòng thí nghi m B môn Công ngh Th c ệ ộ ệ ự

phẩm – Viện Công ngh Sinh h c và Công ngh ệ ọ ệThực phẩm, Trường Đạ ọi h c Bách Khoa Hà Nội

Sau một thời gian làm vi c, luệ ận văn này được hoàn thành v i s ng h và giúp ớ ự ủ ộ

đỡ ủ ấ c a r t nhiều người Đầu tiên tôi xin được g i l i cử ờ ảm ơn sâu sắ ớc t i TS Nguy n ễTiến Cường, người thầy đã trực ti p ch bế ỉ ảo, hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong su t quá ốtrình th c hi n lu n ự ệ ậ văn này T ừ đó giúp tôi trưởng thành hơn trong suốt quá trình học

t p, nghiên c u và thêm s ậ ứ ựchắc chắ trong cản quá trình công tác sau này

Tôi c ng xin chân thành cũ ảm ơn PGS Lương Hồng Nga, Th.S Nguy n Th Hoài ễ ị

Đức và phòng thí nghi m B môn Công ngh th c phệ ộ ệ ự ẩm đã luôn tạo điều ki n giúp ệ

đỡ ề phương pháp í v th nghi m ệ cũng như cơ sở ậ v t ch t cho tôi trong su t th i gian ấ ố ờthực hiện đề tài này

Đồng th i, tờ ôi cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô giáo trong Vi n Công ệngh Sinh h c và Công ngh ệ ọ ệ Thực phẩm – Đạ ọi h c Bách Khoa Hà Nội đã luôn ết h

l ng chỉ ảo và giúp đỡ tôi trong thờ b i gian qua

Tôi xin gửi lờ ảm ơn tới gia đình, bạn bè đã luôn i c bên cạnh động viên, khích l ệtinh thần trong suốt th i gian hờ ọc tập và làm việc v a qua.ừ

Trong luận văn này, m c d đã ế ứặ h t s c c gố ắng nhưng cũng v n không th nh ẫ ểtráđược nh ng l i sai v thi u s t K nh mong th y cô v bữ ỗ à ế ó í ầ à ạn đọc g p chân thó ành để

bài luậ ủa tôi đượn c c ho n thià ện hơn

Tôi xin chân thành cám ơn!

Hà Nội, Ngày 25 tháng 10 năm 2018

Học viên thực hi n ệTrần Đức Cường

M C L C Ụ Ụ

L I CẢM ƠN 0

MỤ C LỤC 2

DANH MỤC HÌNH 5

DANH M C B NGỤ Ả .6

L I MỞ ĐU 7

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 8

1.1 T ng quan v ổ ề đường glucose 8

1.1.1 Glucose .8

1.1.2 Qu á trình s n xu t glucose n hành t tinh b t 10 ả ấ hiệ ừ ộ 1.2 Quá trình thủy phân tinh bột dướ i nhiệ ộ t đ h ồ hóa 12

1.2.1 Tinh bộ t 12

1.2.2 Quá trình thủ y phân tinh b ộ t dư ớ i nhi ệt độ ồ h hóa .14

1.3 S n và khoai lang 16ắ 1.3.1 S n 16 ắ 1.3.2 Khoai lang .19

1.4 Các nghiên cứ u về quá trình th y phân tinh bủ ột chưa hồ hóa 22

1.5 M c tiêu nghiên c u 24ụ ứ CHƯƠNG 2: VT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CU 25

2.1 Vậ t liệu nghiên c u 25ứ 2.1.1 B ộ t sắ n, khoai lang 25

2.1.2 Enzyme 25

2.1.3 Hóa chấ t 25

2.1.4 Thiết bị .25

2.2 Phương pháp nghiên c u 26ứ 2.2.1 Xác định độ ẩ m c a b ủ ộ t nguyên liệ .26 u 2.2.2 Phương pháp xác định độtro 26

2.2.3 Phương pháp xác định độ xơ 27

2.2.4 Xác định hàm lượng protein theo phương pháp Kjeldahl 27

2.2.5 Xác định hàm lượ ng tinh bộ .28 t 2.2.6 Xác định hàm lượ ng đư ờ ng khử 29

2.2.9 Xác định độ ế k t tinh b ằng phương pháp X -Rays 30

2.2.10 Xác đị nh chi u dài m ch trung bình (DP) ề ạ .31

2.2.11 Xác định kích thướ c hạt bằ ng tán x laser (DLS) ạ .33

2.3 B trí thí nghi m 34ố ệ 2.3.1 Ả nh hư ở ng c a quá trình th y phân t ủ ủ ớ i cấ u trúc tinh b t 35 ộ 2.3.2 Ả nh hư ở ng c ủa điề u ki ệ n thủ y phân lên hi u su ệ ấ t thủ y phân 35

2.3.2.1 Ảnh hưởng c a nhiủ ệt độ ớ t i quá trình thủ y phân 35

2.3.2.2 Ảnh hưởng c a nủ ồng độ chất khô tớ i quá trình th y phânủ .35

CHƯƠNG 3: KẾT QU VÀ TH O LU N 36Ả Ả  3.1 Thành ph n nguyên li u 36ầ ệ 3.2 Nghiên c u s ứ ự ảnh hưởng c a quá trình th y phân t i c u trúc tinh ủ ủ ớ ấ b t ộ 37 3.2.1 S ự ả nh hư ở ng tớ i chi ề u dài mạ ch trung bình (DP) 37

3.2.2 S ự ả nh hư ở ng tớ ộ i đ k ế t tinh (crystallinity) .38

3.2.3 S ự thay đổ i kích thướ c và hình d ng h t b t theo th i gian th y phân ạ ạ ộ ờ ủ

39

3.3 Ả nh hư ởng của điều ki n th y phân lên hiệ ủ ệ u suất th y phân 42ủ

3.3.1 Ả nh hư ở ng c a nhi ủ ệt độ .42 3.3.2 Ả nh hư ở ng c a n ủ ồng độ chấ t khô 45

CHƯƠNG 4: KẾT LU N VÀ KI N NGH .50 Ế Ị

4.1 Kế t luận 504.2 Kiến nghị 50

TÀI LIỆU THAM KH O 51Ả

DANH MỤC HÌNHHình 1.1: Cấu trúc không gian c a glucose 9 ủ Hình 1 2: Sơ đồ quy trình s n xuả ất đường glucose t tinh b t 11 ừ ộ Hình 1.3: Cấu tạ o hóa h c củ ọ a tinh b t 13 ộ Hình 1 4: Cấu trúc c a Amylose và Amylopectin 14 ủ

Hình 1.5: Hình nh tinh b t ngô trong quá trình th y phân không gia nhi t 16 ả ộ ủ ệ Hình 1.6: Sắn và b t s n 17 ộ ắ Hình 1.7: Hình dạ ng tinh b t sắn 19 ộ Hình 1.8: Khoai lang và bột khoai lang 20 Hình 2.1: Nguyên tắc xác đị nh đ ộ phân b ố kích thướ c h t bột 34 ạ Hình 2.2: Sơ đồ ố b trí thí nghi m 34 ệ Hình 3 1: Sự thay đổ i phân b ố kích thướ c h ạt trong quá trình thủy phân bộ t sắn 40

Hình 3 2: Sự thay đổi phân bố kích thướ ạt trong quá trình thủy phân bộ c h t khoai lang 41

Hình 3 Sự thay đổ 3: i phân b ố kích thướ c h ạt quan sát dưới kính hiể n vi 42 Hình 3 4 Ảnh hưởng c a nhiủ ệt độ đế n quá trình th y phân bủ ộ t sắn 44 Hình 3.5: Ảnh hưởng c a nhiủ ệt độ đế n quá trình th y phân b t khoai lang 45 ủ ộ Hình 3 Ảnh hưởng của nồng độ ấ 6: ch t k hô đế n hi ệu suất thủy phân bộ ắn t s 46

Hình 3 7: Ảnh hưởng của nồng độ ất khô đế ch n hi ệu suất thủy phân bột khoai lang (ở nhiệ t đ 50 ộ ) 46

DANH MỤC BẢNG

B ng 1.1: Mả ộ t số chỉ tiêu chấ t lư ợ ng sản phẩm đường glucose 11

Bảng 1.2: Thành phầ n ha họ c tính trong 100g b t s n 18 ộ ắ

Bảng 1.3: Đặc điểm c a tinh bủ ộ t sắn 19

B ng 1 4: Mả ộ t số nghiên cứ u của các tác gi v ả ề thủy phân tinh bộ t sống 22

Bả ng : Thành phầ3.1 n ban đ u c ầ ủa nguyên ệ li u b t s ộ ắn, khoai lang 36

Bả ng 3 2: Chi ều dài mạch theo thời gian thủy phân của bộ ắn và khoai lang t s

LI MỞ ĐU

Việc chuy n hóa tinh b t thành các s n ph m giá tr ể ộ ả ẩ ị gia tăng (như đường, cồn….) đã được th c hi n t nhi u th k Trong nhự ệ ừ ề ế ỷ ững năm gần đây, các ngành công nghi p tệ ập trung hơn vào việc th c hi n các bi n pháp c t giự ệ ệ ắ ảm chi phí để duy trì lợi nhu n trong thậ ời kỳ suy thoái kinh t M t trong nh ng bi n pháp h u hiế ộ ữ ệ ữ ệu được đưa

ra là ti n hành ph n ng nế ả ứ ở ồng độchất khô cao và nhiệt độthấp Công ngh ệ này đã được áp d ng ph bi n cho các lo i hụ ổ ế ạ ạt nhưng khá hiếm cho các lo i c mà các nguyên ạ ủ

liệ ừ ủu t c luôn có ngu n cung dồ ồi dào và ít tác động đến an ninh lương thực Ở Việt Nam, các lo i c , ví d s n hay khoai lang, là nguyên liạ ủ ụ ắ ệu đầu vào r t phù h p b i rấ ợ ở ất nhi u lề ợi th ế như cây dễ ồng đố ớ tr i v i các loại đất và điều ki n khí h u khác nhau; chi ệ ậphí s n xu t th p, giá thành r ; ngu n cung d i dào trong c ả ấ ấ ẻ ồ ồ ả năm (dạng tươi hoặc khô); hàm lượng tinh b t cao; t n dộ ậ ụng được ph ph m cho các ngành công ngh ụ ẩ ệkhác Ước tính sản lượng s n c nước năm 2015 đạắ ả t 10,7 tri u tệ ấn, tăng 4,64% so với năm 2014 Việt Nam hiện nay là nước xu t kh u l n th hai v s n (s n lát và tinh ấ ẩ ớ ứ ề ắ ắ

b t), sau Thái Lan Bên c nh cây sộ ạ ắn, khoai lang cũng đang được chú tr ng canh tác ọ

ở ầ h u h t các vùng B Nông Nghi p và Phát Triế ộ ệ ển Nông Thôn ước tính sản lượng khoai lang c ả nước năm 2015 đạt 1,45 tri u tệ ấn, tăng 3,5% so với năm 2014 Khoai lang ch yủ ếu được trồng để ấ l y c dùng làm thủ ức ăn cho người Trước th c tr ng và ự ạtiềm năng ngành sắn và khoai lang Vi t Nam, phát tri n s n ph m giá tr cao t hai ệ ể ả ẩ ị ừloạ ủ này, đóng góp sải c n ph m m i cho xã hẩ ớ ội, thúc đẩy h tr hi u qu cho doanh ỗ ợ ệ ảnghi p v a và nh ệ ừ ỏ trong nước, đồng th i giúp tờ ạo đầu ra v ng ch c cho ngu n nguyên ữ ắ ồ

liệu này là nhu c u c p thiầ ấ ết hiện nay

Tóm l i các nghiên cạ ứu trước ở Việt Nam cũng như quốc t ế ít đề cập đến ngu n ồnguyên li u t cệ ừ ủ; ảnh hưởng c a nủ ồng độchất khô cao đến các biến đổi động học đặc

biệt là các đại lượng hóa l như đặc tính lưu biến, kích thước hạt c n ít được đề c p; ậ

vi c kiệ ểm soát động h c quá trình th y phân còn h n ch ; viọ ủ ạ ế ệc ức ch ế ngược do s n ả

ph m t o ra gẩ ạ ần như chưa được nghiên cứu đến V i m c tiêu t n d ng triớ ụ ậ ụ ệt để hai ưu điểm l n c a quy trình là ít tiêu th ớ ủ ụ năng lượng (th y phân nhiủ ở ệt độ ấ th p) và n ng ồ

độ cơ chấ ử ụt s d ng cao; nh m c i thi n hi u su t thu h i s n ph m, t o thu n l i cho ằ ả ệ ệ ấ ồ ả ẩ ạ ậ ợ

việc ứng d ng quy trình vào các ngành công nghi p sinh h c th c phụ ệ ọ ự ẩm, đề tài tập trung nghiên c u Nghiên cứ “ ứu điều ki n th y phân tinh b t s ng t b t s n và khoai ệ ủ ộ ố ừ ộ ắlang bằng enzyme ”

C HƯƠNG 1: TỔ NG QUAN 1.1 T ổ ng quan v đư ng gluco ề ờ se

1.1.1 Glucose

Glucose là một loại glucid (hay carbohydrate) đơn giản nh t (monosaccharide) ph ấ ổ

bi n ng v t và c ế ở độ ậ ả thực v t Nó có nhi u trong qu nho chín ậ ề ả nên c n được g i là ọđường nho Glucose có trong cơ thể người và động vật, trong máu người có kho ng ả0,1% glucose (v ềkhối lượng) và trong m t ong có 30% glucose ậ

Trong cơ thể người, glucose là nguồn năng lượng ch y u và tr c ti p củ ế ự ế ủa cơ thể, được d ựtrữ ở gan dướ ại d ng glycogen, là thành ph n tham gia vào c u trúc c a t bào ầ ấ ủ ế(ARN và ADN) và m t s ộ ố chất đặc bi t khác (Mucopolysaccharid, hesparin, acid ệhyaluronic, chondroitin…) Phầ ớn cacbohydrat đưa vào cơ thển l đư c chuyển hóa ợthành glucose để cung c p năng lư ng cho các hoấ ợ ạt động của cơ thể

Glucose có c u t o phân t Cấ ạ ử 6H12O6 có ba d ng công th c c u t o g m m t d ng ạ ứ ấ ạ ồ ộ ạ

m ch h ạ ởvà hai d ng m ch vòng ạ ạ (α và β) Khi h a tan trong nướ ạc t o thành dung dịch glucose có s cân b ng, chuy n hóa qua l i và t n tự ằ ể ạ ồ ại cả 3 d ng c u tạ ấ ạo nhưng chỉ có

d ng vòng bạ ền hơn nên xuất hiện nhi u ề hơn

Dung d ch glucose làm quay mị ặt ph ng c a ánh sáng phân c c sang ph i nên c ng có ẳ ủ ự ả ũtên là dextrose

Hai d ng ạ α và β-D-glucose có độ quay c c khác h n nhau Dự ẳ ạng α-D-glucose có độquay c c b ng +115ự ằ O còn -D-β glucose có độ quay c c b ng +19ự ằ O Khi đem h a tan

m t trong các dộ ạng trên vào nước s có biẽ ến đổi quay c c và d n dự ầ ần đạ ớt t i giá tr ịkhông đổi là +52,5O

Trong dung d ch, glucose t n t i ch y u d ng pyranose, là thành ph n c u t o cị ồ ạ ủ ế ở ạ ầ ấ ạ ủa

rất nhều loại polysaccharide như tinh bột, glycogen, xenlulose…

Glucose là một ch t r n, k t tinh, không màu, có nhiấ ắ ế ệt độ nóng chảy ở 146°C, hòa tan nhiều trong nước, có v ngị ọt, nhưng không ngọ ằng đường mía Glucose có đột b ngọt

b ng 0,6 l n so vằ ầ ới đường mía

Giống như các đường đơn giản khác, glucose b lên men b i n m men và các ch ng ị ở ấ ủ

vi sinh vật khác nhanh hơn so với các nguồn cơ chất khác Glucose lên men t o thành ạ

c n và m t s s n phồ ộ ố ả ẩm phụ khác ph ụthuộc ch ng n m men hay vi sinh v t s d ng ủ ấ ậ ử ụnên đây là một nguyên li u quan tr ng cho ngành s n xuệ ọ ả ất ethanol nhiên li u Khi kh ệ ửglucose s ẽ thu được rượu tương ứng gọi là sorbitol

Nếu đường t n tồ ại ở trạng thái vô định hình s h p th ẽ ấ ụ nước tăng nhanh quá trình kết tinh đường và làm cho ch ph m tr ế ẩ ở nên dính hơn

Trong công nghi p, glucose có r t nhi u ng d ng quan trệ ấ ề ứ ụ ọng như:

• Trong công nghi p Th c ph m: Glucose là nguyên li u cho ngành công ngh ệ ự ẩ ệ ệlên men (s n xuả ất bia, đồ u ng có cố ồn…), sản xu t bánh kấ ẹo, nước giải khát…

• Trong s n xu t bánh mả ấ ỳ, glucose được s dử ụng để tăng khả năng lên men, tăng màu s c, mùi v và c i thi n c u trúc cho s n phắ ị ả ệ ấ ả ẩm

Hình 1.1: C u trúc không gian c a glucose ấ ủ

10

• Trong s n xu t các lo i bánh ngả ấ ạ ọt, bánh quy, glucose được b ổ sung để ể ki m soát vị ng t, tăng cư ng mùi v và màu s c ọ ờ ị ắ

• Trong s n xu t k o, glucose giúp t o v ngả ấ ẹ ạ ị ọt, độ ề m m và h n ch ạ ế hiện tượng

k t tinh lế ại đường S d ng k t hử ụ ế ợp glucose và saccharose giúp tăng cường hương vị ả, c i thi n màu s c và đ bóng cho s n ph m ệ ắ ộ ả ẩ

• Trong s n xu t các s n phả ấ ả ẩm đồ ộp như nướ h c ch m, m t quấ ứ ả, nước sốt, glucose giúp t o v ng t, làm c i thi n c u trúc, màu s c cho s n phạ ị ọ ả ệ ấ ắ ả ẩm…

• Trong các ngành công nghiệp khác như dược ph m, s n xu t ethanol nhiên ẩ ả ấliệu…

• Trong dược phẩm, glucose d ng để truyền tĩnh mạch, hay b sung vào các loổ ại thuốc viên, thu c bố ột… Ngoài ra, glucose là chất c n thi t b sung vào các môi ầ ế ổtrường nuôi vi sinh v t, ậ là đường d lên men tễ ạo rượu, axit acetic, axit lactic, các axit hữu cơ khác như axit glutamic, axit citric,

• Trong s n xu t ethanol nhiên li u, glucose là nguyên li u quan trả ấ ệ ệ ọng, là cơ chất giúp quá trình lên men nhanh do phân t ử lượng c a glucose nh (ủ ỏ chỉ ằ b ng một

nửa so với saccharose cùng mở ột khối lượng s d ng) ử ụ

1.1.2 Quá trình s n xu t glucose n hành t tinh b t ả ấ hiệ ừ ộ

Dưới đây là 1 phương pháp hiện hành được ứng dụng để chuyển hóa tinh b t thành ộgluco qua 2 giai đoạn cơ bản dịch hóa và đường hóa:

Dịch tinh bột (30% w/v)

D ch tinh bị ột trước tiên ph i trả ải qua giai đoạn d ch hóa ở nhiệt độ 95-100ị OC trong 2h b ng enzyme -ằ α amylase để phân c t các m ch amylose và amylopectin thành các ắ ạdextrin m ch ng n có kh ạ ắ ả năng h a tan, tạo điều ki n thu n lệ ậ ợi cho quá trình đường hóa Sau đó, dịch tinh b t đư c làm ngu i và tr i qua giai đoộ ợ ộ ả ạn đường hóa nhi t đ ở ệ ộ60-65OC, pH 5 trong 72h để enzyme glucoamylase c t các m ch dextrin thành các ắ ạđơn phân đường glucose Dung dịch được x lý màu và s y phun tách m t do t o ử ấ ẩ ự ạthành sản phẩm đường glucose

Sử dụng nhiều năng lượng, thiết bị

Thủy phân tinh bột ở nhiệt độ thấp (tinh bột chưa hồ hóa)

Hình 1. 2: Sơ đồ quy trình s n xuả ất đường glucose t tinh b t ừ ộ

B ng 1.1: M t s tiêu ch ả ộ ố chỉ ất lượ ng s n ph ả ẩm đườ ng glucose

Johnson et al -2009

Trong sơ đồ quy trình trên, ta có th nh n th y quá trình dể ậ ấ ịch hóa và đường hóa

đều di n ra ởễ nhiệt độ cao, do đó dẫn đến vi c ph i tiêu t n nhiệ ả ố ều năng lượng, thi t b ế ịhơn để duy trì hoạt động cho hai quá trình đó Chính vì vậ đềy, ttài p trung nghiên ậ

c u ứ để đi theo một hướng m i nh m giớ ằ ảm được lượng năng lượng ph i s d ng trong ả ử ụ

s n xuả ất glucose, đó là thủy phân tinh bột ở nhiệt độthấp dưới nhiệt độ ồ h hóa b ng ằenzyme

1.2 Quá trình thủy phân tinh bộ t dưới nhiệ ộ t đ h ồhóa

1.2.1 Tinh bột

- Tinh bột: là nhóm Cacbonhydrat ở thực vật, có chủ yếu trong các loại củ như

khoai lang, khoai tây, sắn , trong các hạt ngũ cốc, các loại hạt và có công thức tổng quát là (C6H12O6)n Hạt tinh bột có hình dáng rất khác nhau với kích thước từ 2 đến 15μm Tinh bột không nước có khối lượng riêng khoảng 1,633 – 1,648g/mL

Tinh bột là chất keo háo nước điển hình cấu tạo từ amylose – mạch thẳng và amylopectin Tỷ số amylose và amylopectin trong tinh bột thường vào khoảng 1 : 4

Cả hai đều tạo những gốc α-D-glucose Amylo secó cấu tạo mạch thẳng Chúng được liên kết bởi các nối α -1,4 glucozit và α -1,6 glucozit nên tạo thành nhiều nhánh Ngoài amylose và amylopectin trong tinh bột c n có chứa một lượng nhỏ các chất khác như muối khoáng, chất béo, protit Hàm lượng chung của chúng khoảng 0,2 – 0,7% Tinh bột không h a tan trong nước lạnh, trong rượu và ete Amylose dễ tan trong nước nóng và tạo nên độ nhớt của dung dịch Amylopectin khi h a tan trong nước nóng tạo dung dịch rất nhớt

Trong nước nóng tinh bột sẽ hút nước trương nở và tạo dạng gel Mức độ trương của tinh bột phụ thuộc nhiệt độ Khi tăng dần nhiệt độ, dịch tinh bột sẽ biến thành dạng keo và gọi là hồ tinh bột Nhiệt độ làm cho hồ tinh bột có độ nhớt cực đại gọi là nhiệt độ hồ hóa của tinh bột Trong thực tế luôn luôn tồn tại một giới hạn nhiệt độ hồ hóa, vì tinh bột của nguyên liệu bất kì đều gồm nhiều hạt có kích thước khác nhau + Amylose: có cấu tạo chuỗi không phân nhánh, mạch thẳng cấu tạo từ các gốc

α – glucopyranosyl, liên kết với nhau bởi gốc α D- -1,4-glucoside, dài khoảng 300 –

1000 gốc glucose, xoắn theo chiều l xo mỗi xoắn có 6 gốc glucose tạo thành hình lục giác Cấu trúc xoắn được giữ vững nhờ các liên kết hidro được tạo thành giữa các nhóm -OH tự do Bên trong xoắn có thể kết hợp với các nguyên tử khác C ng với amylopectin, các phân tử amylose tham gia tạo nên cấu hình hạt tinh bột ở thực vật

Ví dụ, Amylose tạo thành màu xanh khi tác dụng với Iodine, nếu đun nóng liên kết hidro bị cắt đứt, chuỗi amylose bị duỗi thẳng do bị tách ra khỏi amylose dung dịch mất màu xanh

Hình 1 3: C u t o hóa h c c a tinh b t ấ ạ ọ ủ ộ

Amylose thường được phân bố ở phần bên trong của hạt tinh bột Dung dịch amylose có độ nhớt thấp hơn dung dịch amylopectin Amylose bị kết tủa bởi ancol butylic

+ Amylopectin: Là một polyme mạch nhánh, được cấu tạo từ các gốc α – glucopyranosyl liên kết với nhau bởi α -1,4 và -1,6-α glucozit Mức độ polyme hóa tử amylopectin có thể lên đến giá trị hàng triệu Cấu trúc phân mạch của nó bao gồm 1 nhánh trung tâm ( chứa liên kết 1 4 ) từ nhánh này phát ra các nhánh phụ có chiều dài -khoảng vài chục gốc glucose Khối lượng phân tử của amylopectin khoảng 500000 -

D-1 triệu Amylopectin được phân bố mặt ngoài hạt tinh bột Dung dịch amylopectin có

độ nhớt cao, khi đun nóng làm thay đổi sâu sắc và không thuận ngịch cấu trúc phân

tử amilopectin gây ra trạng thái hồ hoá tinh bột Tinh bột có thể bị thuỷ phân dưới tác dụng của Enzyme Amylase hoặc acid tạo thành các sản phẩm có khối lượng phân tử thấp hơn gọi là dextrin Các dextrin này có thể bị thuỷ phân hoàn toàn tạo thành các gốc glucose Như vậy sản phẩm thuỷ phân hoàn toàn tinh bột là glucose tuy nhiên ở những điều kiện xác định, dưới tác dụng của Enzyme disaccharit mantose lại là sản phẩm chủ yếu trong sản phẩm thuỷ phân tinh bột

1.2.2 Quá trình thủy phân tinh b t ộ dướ i nhiệ ộ t đ h ồ hóa

- Quá trình th y phân: ủ Quá trình phân gi i m t h p ch t hóa h c có phân t ả ộ ợ ấ ọ ử lượng cao, v i s tham gia cớ ự ủa nước để ạ t o ra nh ng h p chữ ợ ất hóa h c m i có phân t ọ ớ ử lượng thấp hơn Trong công nghiệp th c phự ẩm, để quá trình th y phân x y ra nhanh và hi u ủ ả ệ

qu ảcao, các nhà sản xuất luôn sử ụ d ng ch t xúc tác ấ

Hình 1 4: C u trúc c a Amylose và Amylopectin ấ ủ

- Cơ chế thủy phân tinh b t sộ ống: Khi chưa hồ hóa, tinh b t t n tộ ồ ại dưới các d ng ạ

có c u trúc bán tinh th Các h t tinh bấ ể ạ ột này không tan trong nước và b n v ng về ữ ới nhi u h p ch t hóa hề ợ ấ ọc cũng như enzyme Hồ hóa tinh b t b ng nhi t giúp các phộ ằ ệ ản ứng dịch hóa, đường hóa x y ra d ả ễ dàng hơn và được d ng như một quá trình b t buắ ộc trong công nghi p s n xu t các s n ph m th y phân tinh b t, tuy nhiên chi phí cho ệ ả ấ ả ẩ ủ ộquá trình h hóa tinh b t b ng nhi t r t t n kém nên vi c nghiên c u quá trình thồ ộ ằ ệ ấ ố ệ ứ ủy phân tinh bột ở nhiệ ột đ thấp hơn nhiệ ột đ h ồ hóa đang rất được quan tâm

Cơ chế ủ c a quá trình th y phân tinh bủ ột chưa hồ hóa được nghiên cứu tương đối đầy

đủ cho nồng độchất khô th p và nguyên li u t các lo i hấ ệ ừ ạ ạt ngũ cốc như ngô, lúa mỳ, lúa m lai, lúa mỳ ạch Khi đó tinh bột không tan trong nước nên các enzyme ph i ho t ả ạ

động trên pha r n Các nghiên c u ch ra rắ ứ ỉ ằng, enzyme đầu tiên h p ph lên b m t ấ ụ ề ặ

h t tinh bạ ột sau đó phân cắt b m t tinh b t tề ặ ộ ạo thành các đường đơn Mức độ h p ph ấ ụcao ở nh ng vùng tinh b t có cấu trúc vô định hình ữ ộ

Theo (Vidal 2009), cơ chế c a quá trình th y phân tinh bủ ủ ột chưa hồ hóa dưới tác d ng ụcủa enzyme được mô t bả ằng các bước sau: (i) s h p ph ng u nhiên c a các enzyme ự ấ ụ ẫ ủlên b m t h t tinh b t, (ii) x y ra s ề ặ ạ ộ ả ựthủy phân tinh b t tộ ại các điểm h p ph , (iii) xấ ụ ảy

ra s ựthủy phân t b m t h p ph n trung tâm c a các h t, (iv) th y phân bên trong ừ ề ặ ấ ụ đế ủ ạ ủcác hạt

Theo nghiên c u c a hãng Dupont, m t s ứ ủ ộ ố chế ph m enzyme c a hãng có th ẩ ủ ể được

s d ng trong s n xu t c n theo công ngh ử ụ ả ấ ồ ệtiết kiệm năng lượng (hoàn toàn không gia nhiệt) đối v i các nguyên liớ ệu như ngô (Stargen 001), mạch đen, lúa mì, đại m ch ạ(Stargen 002) Nghiên c u c a (Xu 2010) cho th y có th s d ng enzyme th h mứ ủ ấ ể ử ụ ế ệ ới

để ả s n xu t c n không gia nhi t nấ ồ ệ ở ồng độ ch t khô cao m t cách có hi u qu i v i ấ ộ ệ ả đố ớnguyên li u bo bo Thệ ật vậy, ki m soát nhiể ệ ột đ h p lý k t h p s d ng enzyme thợ ế ợ ử ụ ủy phân tinh b t s ng (Stargen) có th ộ ố ể nâng cao đáng kể hi u qu quá trình lên men ệ ả

Nồng độ ồ c n có th t t i 20% (v/v) sau 90h lên men có s d ng n m men khô ể đạ ớ ử ụ ấthương phẩm v i dớ ịch được chu n b t bo bo có nẩ ị ừ ồng độ chất khô ban đầu là 35% Chế ph m Stargen h p ph trên b m t h t tinh b t, phân c t và m r ng các l trên ẩ ấ ụ ề ặ ạ ộ ắ ở ộ ỗ

b m t h t tinh b t, gi i phóng ra glucose liên t c, tề ặ ạ ộ ả ụ ạo điều ki n cho quá trình d ch ệ ịhóa, đường hóa và lên men đồng th i mà không c n tiêu tờ ầ ốn năng lượng

Hình 1 5 đưa ra ví dụ minh h a cho hình nh tinh b t ngô trong quá trình th y phân ọ ả ộ ủkhông gia nhi t (Uthumporn 2010) ệ

1.3 S ắn và khoai lang

1.3.1 S n ắ

Cây s n (hay ắ Manihot esculenta) ngu n gcó ồ ốc ở vùng nhiệt đới c a châu Mủ ỹ La tinh

Hình 1.5 Hình nh tinh b t ngô trong quá trình : ả ộ thủy phân không gia nhi ệt

(Uthumporn et al 2010)

Sắn được s d ng khá ph biử ụ ổ ến để ả s n xu t tinh bấ ột, đây là nguồn nguyên li u cho ệnhi u ngành công nghiề ệp như dệt, thực ẩph m, may m c, s n xu t lên men c n, acid ặ ả ấ ồ

hữu cơ…

S n là loắ ại cây lương thực quan tr ng nhiọ ở ều nước trên th gi i S n có xu t x t ế ớ ắ ấ ứ ừTrung-Nam Mỹ Sau đó phát triển sang châu Phi, châu Á Cùng v i s phát tri n cớ ự ể ủa nhi u ngành công nghi p cây s n ngày càng tr nên có giá tr kinh t ề ệ ắ ở ị ếcao

Hiện nay sắn được tr ng ồ ở hơn 100 quốc gia trên th gi i v i di n tích kho ng 18,96 ế ớ ớ ệ ảtriệu ha Năm 2006 sản lượng s n th giắ ế ới đạt 211,26 tri u t n c ệ ấ ủ tươi, nhưng đến năm

2007 sản lượng s n trên th giắ ế ới đạt 226,34 tri u tệ ấn Như vậy, sản lượng s n th giắ ế ới tăng 15,08 triệ ấu t n

Sắn được tr ng nhi u nh t t i châu Phi kho ng 11,82 tri u ha (chi m 57% di n tích ồ ề ấ ạ ả ệ ế ệ

s n toàn c u), ti p theo là châu Á 3,78 tri u ha (chi m 25%), châu Mắ ầ ế ệ ế ỹ La Tinh 2,7 triệu ha (chiếm 18%) Nước có s n l ng s n l n nh t th gi i là Nigeria 45,72% triả ượ ắ ớ ấ ế ớ ệu

t n, ti p theo là Thái Lan 22,58 tri u t n, Indonesia 19,92 tri u t n ấ ế ệ ấ ệ ấ

Việt Nam hiện đang sản xu t hấ ằng năm hơn 2 triệ ấu t n s n c ắ ủ tươi, đứng th 11 trên ứ

thế ớ ề ản lượ gi i v s ng sắn, nhưng lại là nước xu kh u tinh b t sất ẩ ộ ắn đứng th 3 trên ứthế gi i sau Thái Lan và Indonesia Trong chiớ ến lược toàn c u cây sầ ắn đang được xem

là m t loộ ại cây lương thực d ng, thích h p v i nhễ trồ ợ ớ ững v ng đấ ằt c n cỗi, đây cũng

là cây công nghi p tri n v ng có kh ệ ể ọ ả năng cạnh tranh v i nhi u lo i cây tr ng khác ớ ề ạ ồnhau

Hình 1.6: S n và b t s n ắ ộ ắ

Ở nước ta, cây sắn đang chuyển đổi nhanh chóng đóng vai tr là cây công nghiệp S ự

h i nhộ ập đang mở ộ r ng th ị trường s n, t o nên nhắ ạ ững cơ hội ch bi n tinh b t, tinh ế ế ộ

b t bi n tính b ng hóa ch t và enzym, s n xu t s n lát, sộ ế ằ ấ ả ấ ắ ắn viên để xu t kh u và s ấ ẩ ử

d ng trong công nghi p th c ph m, trong s n xu t thụ ệ ự ẩ ả ấ ức ăn gia súc và làm nguyên liệu cho nhi u ngành công nghi p th c ph m, trong s n xu t thề ệ ự ẩ ả ấ ức ăn gia súc và làm nguyên

liệu cho nhi u ngành công nghi p khác, góp ph n vào s phát ểề ệ ầ ự tri n kinh t cế ủa đất nước

Tinh b t s n ộ ắ ởViệt Nam đã trở thành m t trong b y m t hàng xu t kh u m i có triộ ả ặ ấ ẩ ớ ển

vọng được chính ph ủ và các địa phương quan tâm Hiện nay c ả nước có 53 nhà máy chế ế bi n tinh b t sắộ n ho t đạ ộng và 7 nhà máy đang được xây d ng ự

Tinh b t là thành ph n quan tr ng c a c s n, nó quyộ ầ ọ ủ ủ ắ ết định giá tr s d ng c a chúng ị ử ụ ủ

Hạt tinh bột hình trống, đường kính kho ng 35 micromet ả

Ngoài ra, trong s n còn có các chắ ất: đạm, muối khoáng, lipit, xơ và mộ ốt s vitamin B1, B2

Tinh bột (%

theo tinh b t)ộ

Hàm lượng Amylose (% theo tinh bột)

Nhiệ ộ ồt đ h hóa OC

Kích thước h t ạtinh b t ộ (nm)

1.3.2 Khoai lang

Khoai lang thu c chi ộ Ipomoea ọ Convolvulaceae có mặt ở Trung M và nh, h ỹ ững năm

2600 đến 1000 trước Công Nguyên, nó được ph bi n r t s m trong khu v c này, bao ổ ế ấ ớ ự

g m c khu vồ ả ực Caribe Nó cũng đã được bi t tế ới trước khi có s thám hi m cự ể ủa người phương tây tới Polynesia, sau đó nó phổ ến sang các nướ bi c khác ở châu Âu như Tây Ban Nha, B ồ Đào Nha, châu Á như Ấn Độ, Trung Qu c, Philippin, Indonesia, Viố ệt Nam…

B ng 1.3 ả : Đặc điể m c a tinh b t s ủ ộ ắ n

Hình 1.7: Hình d ng tinh b t s n ạ ộ ắ

Ngày nay, khoai lang được tr ng r ng kh p trong các khu v c nhiồ ộ ắ ự ệ ới và ôn đớt đ i ẩm

với lượng nước đủ h s phát tri n c a nó để ỗtrợ ự ể ủ

Ở Vi t Nam khoai lang tr ng r t ph biệ ồ ấ ổ ến, trước đây chủ ế ở đồ y u ng b ng các vùng ằđất bãi ven sông, nay khoai lang đã được tr ng nhi u c ồ ề ả các v ng đồi, trung du t Bừ ắc vào Nam

Khoai lang không chịu được sương giá Nó phát triể ốn t t nhất ở nhiệt độ trung bình kho ng 24ả OC Ph ụthuộc vào giống cây trồng và các điều ki n khác, các r c s phát ệ ễ ủ ẽtriển đầy đủ trong vòng t ừ 2 đến 9 tháng

Trung Qu c là qu c gia tr ng nhi u khoai lang nh t: chi m t i 80% số ố ồ ề ấ ế ớ ản lượng toàn thế ớ gi i (v i s n lướ ả ợng năm 1900 là 130 triệ ấu t n; b ng kho ng m t n a sằ ả ộ ử ản lượng khoai tây c a qu c gia này) Trong quá kh , ph n l n khoai lang t i Trung Quủ ố ứ ầ ớ ạ ốc được

trồng để làm lương thực, nhưng ngày nay phầ ớn (60%) đượn l c trồng để nuôi l n ợPhần còn lại được d ng làm lương thực hay ch bi n các s n phế ế ả ẩm khác cũng như để

xu t kh u, ch y u là sang Nh t B n T i Trung Qu c hi n nay có trên 100 gi ng ấ ẩ ủ ế ậ ả ạ ố ệ ốkhoai lang

Khoai lang là loại cây lương thực đứng h ng th ạ ứ năm trên thế ớ gi i sau cây lúa, lúa mì,

b p và sắ ắn Khoai lang được canh tác ở trên 100 nước trên th gi i, t p trung ế ớ ậ ở nh ng ữnước có thu nh p thậ ấp, được canh tác ở v ng đói nghèo, trên đất đồi phân tán nên năng suất và thu nhập không đáng kể ản lượ S ng khoai lang trên th giế ới hàng năm ước kho ng 133 tri u tán, t p trung ả ệ ậ ở Trung Qu c 100 tri u t n, chi m 82% số ệ ấ ế ản lượng

Hình 1.8: Khoai lang và b t khoai lang ộ

khoai lang trên toàn th gi i, còn l i là Nigeria (3,2 tri u t n), Uranda (2,6 tri u t n), ế ớ ạ ệ ấ ệ ấIndonesia (1,8 tri u t n), Vi t Nam (1,5 tri u t n) và Nh t B n (1,1 tri u t n) ệ ấ ệ ệ ấ ậ ả ệ ấ

Các thành ph n hóa h c c a các c không c ầ ọ ủ ủ ố định mà thường thay đỏi tùy thu c gi ng ộ ốcây tr ng, khí h u, th ồ ậ ổ nhưỡng, điều kiện canh tác v.v…

T ừ Châu (1994) đã phân tích 790 mẫu xu xất ứ, hàm lượng tinh b t thô 37,6 - 77,8% ộTrung tâm nghiên c u và phát tri n rau châu Á (1992) phân tích 1600 m u xu t xứ ể ẫ ấ ứ,

t l ỷ ệchất khô khoai lang 12,74 - 41,2%, hàm lượng tinh b t c a khoai khô 44,59 - ộ ủ78,02%

Bradbury và Hallooway(1988) phân tích 164 gi ng khoai lang cố ủa 5 nước châu Thái Bình Dương, hàm lượng tinh bột khoai lang tươi 5,3-28,4%

Á-Ngoài tinh b t, khoai lang còn ch a nhi u chộ ứ ề ất dinh dưỡng khác: đường hòa tan 3%, protein 2%, vitamin 0,5%, 100g khoai lang tươi có 0,2g chất béo, 0,9g mu i vô ố cơ, Caroten 1,31g, vitamin C 30mg, vitamin B1 0,04mg, axit nicotinic 0,5mg Khoai lang

chứa nước 67%

Tinh b t khoai lang có hình b u dộ ầ ục, kích thước h t kho ng 5-ạ ả 50nm, hàm lượng amiloza 20%

Khoai lang có rất nhi u giá tr s d ng: ề ị ử ụ

- Khoai lang chứa loạ rotein độc đáo có hiệi p u qu ảchống oxy hóa

- Khoai lang là một chất liệu dinh dưỡng có giá tr ị

- Giàu chất ch ng oxy hóa, khoai lang là thố ực phẩm ch ng viêm ố

- Chiết xuất từ khoai lang tr ng có th ắ ểtrị biểu tiểu đường

- Khoai lang được coi là một loại thực phẩm giúp gi m cân rả ất tốt

- Khoai lang còn là một nguyên li u s n xu t ethanol ệ ả ấ

1.4 Các nghiên cứ u về quá trình thủy phân tinh bộ t chưa hồ hóa

Tác giả Cơ chất thủy phân Điều ki n ệ Enzyme Hiệu suất (%) Textor et al

Dịch chiết từ A niger 91

Li et al (2014) Ngô

30%w/v, 32°C, pH 4.2, 24h

Blazek and

Gilbert (2010)

Lúa m , ỳngô

30%w/w, 37°C, pH 6.0, 24h

25%w/v, 35°C, pH 4.4, 24h

Chế ph m ẩglucoamylase t ừA

30%w/w,

64 (ti u hể ắc

m ch), 60 ạ(ngô) Theo bảng 1.4, ta nhận thấy được các nghiên cứu của các tác giả đều có mục tiêu chung là sử dụng enzyme thủy phân tinh bột ở nhiệt độ thấp dưới nhiệt độ hồ hóa Khác với quá trình thủy phân thông thường phải trải qua giai đoạn hồ hóa để hạt tinh bột ngậm nước trương nở, làm thẳng mạch tinh bột và sau đó ở giai đoạn dịch hóaenzyme phân cắt vào mạch tạo glucose và dextrin, cơ chế của quá trình thủy phân tinh bột sống dựa vào sự bắt cặp, hấp phụ của các enzyme trực tiếp lên bề mặt cơ chất là

B ng 1 4: M t s nghiên c u c a các tác gi v ả ộ ố ứ ủ ả ề thủ y phân tinh b t s ộ ố ng

tinh bột và từ đó dần dần thủy phân tạo các lỗ nhỏ và vào trung tâm hạt tinh bột tạo ra sản phẩm cuối c ng là glucose và dextrin

Theo đó, các nghiên cứu của tác giả Textor (1998) và Rattanachomsri (2009) đạt được hi u su t thu h i cao lên tệ ấ ồ ới 98% (với cơ chất là lúa mỳ) và 91% (với cơ chất

là sắn) vượt trội hơn so với các tác giả còn lại Tuy nhiên, với hàm lượng chất khô sử

dụng quá ít như của Textor (lúa m 3%) và Rattanachomsri n 4%), quá trình thỳ (sắ ủy phân như này lại tr nên lãng phí, không ti t kiở ế ệm được năng lượng cũng như là chi phí, khó ng d ng trong quy mô lứ ụ ớn hơn

Đối với hàm lượng chất khô cao hơn (25-30%), m t s tác gi ộ ố ả khác cũng đã có

k t qu v nghiên c u cế ả ề ứ ủa mình Trong đó, nghiên c u c a ứ ủ tác giả Li et al (2012) đạt được hi u su t thu h i cao nh t v i 64% (vệ ấ ồ ấ ớ ới cơ chất là ti u h c m ch) và 60% (v i ể ắ ạ ớngô), tiếp đến ph i k t i nghiên c u cả ể ớ ứ ủa Uthumporn et al (2010) có hi u suệ ất đạt 53% (với cơ chất là ngô) và 35% (với cơ chất là sắn), sau đó là nghiên cứu của Blazek and Gilbert (2010) đạt được hi u su 48ệ ất % (với cơ chất là lúa m ) và 50% (vỳ ới cơ chất là ngô) Trong khi đó, nghiên cứu cùng với cơ chất là ngô c a Li et al (2014) và ủChen-Zhang (2012) ch cho k t qu ỉ ế ả thấp v i hi u su t thu h i lớ ệ ấ ồ ần lượt chỉ đạ t 38% sau 24h và 12% sau 8h

Qua các nghiên c u trên, ta th y các nghiên c u t p trung vào ứ ấ ứ ậ thủy phân tinh

b t s ng vộ ố ới cơ chất là ngô khá nhiều nhưngchỉ thu được hi u su t thu h i th p trong ệ ấ ồ ấkhi thời gian thủy phân thường khá dài dẫn đế ốn kém năng lượn t ng, kém hi u qu , ệ ảkhông đáp ứng được yêu c u ngày càng cao cầ ủa nền kinh t ếthị trường hi n nay ệ

Nhìn chung cho đến nay xu hướng nghiên cứu của các tác giả có nhiểu điểm , tương đồng đó là sử dụng chủ yếu nguyên liệu là các loại hạt như ngô, lúa mỳ… và các loại enzyme amylase để thủy phân tinh bột ở nhiệt độ thấp Từ các kết quả ở trên,

ta cũng có thể rút ra được rằng khi thủy phân sử dụng nồng độ chất khô thấp thì hiệu suất thu hồi đạt được rất cao, tuy nhiên các thí nghiệm với nồng độ chất khô cao hơn thì hiệu suất thu hồi lại thấp Chính vì vậy, chúng tôi sẽ cố gắng chuyển hướng nghiên cứu sang các loại nguyên liệu giàu tinh bột dạng củ và sử dụng nồng độ chất khô cao nhằm mục đích cải thiện hiệu suất thủy phân, mang lại nhiều hiệu quả thực tế hơn

1.5 M c tiêu nghiên c u ụ ứ

Nghiên c u này t p trung ch yứ ậ ủ ếu vào sự ảnh hưởng của các điều ki n th y ệ ủphân, c ụ thể là nồng độ cơ chất và nhiệt độ thủy phân đến hi u su t thu h i sau ệ ấ ồquá trình th y phân tinh bủ ột dưới nhiệt độ h hóa T ồ ừ đó dựa vào k t qu ế ả thu được,

ta có những phân tích và hướng đi ph hợp nh m tằ ối ưu hóa được quá trình thủy phân tinh b t t i nhiộ ạ ệt độ dưới nhiệt độ ồ h hóa

Bột sắn, khoai lang

▪ Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng (nồng độ cơ chất, nhiệt độ thủ phân) đến quá trình thủy phân tinh bột sống từ bột sắy n

và khoai lang bằng enzyme

▪ Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình thủy phân tới cấu trúc tinh bột

Glucose

Stargen 002 (α-γ amylase)

C HƯƠNG 2: VT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

- B ộ đố ạt đ m, cấ ạt đ m Kjeldahl XMTD -8000 (Jindian instruments China) –

- Máy đo quang

- Cân điệ ửn t 4 s , 2 s ố ố

- T hút, t s y ủ ủ ấ